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前山断层崖上多发育顺向河。其河谷都具狭隘而深刻的V形，河床笔直，坡度陡峻河谷内无泛滥平原，显示出青年期河谷景象。此外断层崖面上有甚多无河流的缺口呈扇状，故可称扇状缺口，长度比河谷短，缺口较谷口狭。辖神坳、止观桥、黄庭观、米晓桥等处的扇状缺口之间有类似方肩存在，为块体山地发育过程中的初期地形。在辖神坳南方大都已经破坏。石嘴的高度比以北的低，唯扇状缺口的面积较大。观冲、杀马冲等地的扇状缺口，在地形上拟已达到了扇形湾期。可见前山断层崖南部的侵蚀程度比北部深刻。从岩石性质来说，北部与南部并无二致。按前山一般的地势北部比南部略高，从祝融到紫盖，高度相差300米，往南到询峻峰，高度又差300米，愈南愈低，似系由于当初断层作用所致；另外，南北侵蚀基面有差别，南部距湘江很近，北部则较远。

V形河谷与扇状缺口内，散布大小不一的花岗岩石块，最大的直径可达2米，断层以东没有发现，疑此是第四纪冰河泥砾；以东没有，故认为是本地的风化物。衡山花岗岩小型构造发育，节理发达，可帮助风化作用，主要是剥脱作用。在上封寺附近，有的劈为孤立的石块，其上部尚与整个山地相连，成为危崖险石表面。已剥光，层层脱落，每层3-4厘米。这种风化现象验显示V形河谷与扇状缺口内花岗石块，系风化产物。

前山多悬谷，其成因据赖开氏的研究，主要由于石嘴的存在，冰川作用，河流复活及断层作用。前山的悬崖区域内悬谷东西两边都是属于相同的花岗岩，没有构成石嘴的条件存在，也没有发现冰川痕迹。因此可以断定是由断层作用可致。

登祝融峰向西北望，见后山景致与前山大相径庭，后山的主要特征为单面山。后山花岗岩的外围，被水成岩层所包围，向外倾斜为50°-60°，发育成单面山与猪背山。后山的水成岩砾系包括红色岩系的砂砾岩、砂岩和页岩，志留奥陶纪的石英岩和千枚岩等，多成单面山，因为，他们抗风化力较弱（石英则较强，各地互有差别）。

衡山属中亚热带季风湿润气候区，气温年较差山麓为26.3℃，山顶为21.5℃；各月气温平均日较差山麓为12.3℃，山顶为6.1℃；年均气温山麓为17.5℃，山顶为11.29℃；1月气温最低，山麓为2.2℃，山顶为0.1℃；7月气温最高，山麓为25.8℃，山顶为21.6℃；气温直减率南坡为0.54℃/100米，北坡为0.48℃/100米。

降水

衡山山顶多年平均降水量为2045.8毫米，衡山所在地南岳镇多年平均降水量为1440毫米。衡山降水量随高度的升高而增大，且南北坡有明显差异。从山脚到山顶，南坡平均每上升100米降水量递增59.1毫米，北坡递增42.8毫米。南岳衡山降水量春夏季多而秋冬季较少。南岳衡山空气湿度大，冬季降雪、积雪现象比同纬度偏多。全年降雪、积雪日均数多于北京。每年从12月至第二年2月，降雪机会多，积雪时间较长。